Klucz leży w budowie samych cząstek. Badania wskazują, że około 20 procent cząstek czarnego węgla pochodzących z pożarów lasów ma bardziej skomplikowaną strukturę, niż przyjmowano w dotychczasowych symulacjach. To odkrycie może wymusić zmianę w sposobie szacowania wpływu pożarów na globalne ocieplenie.
Struktura cząstek okazuje się bardziej złożona
Dotychczasowe symulacje klimatyczne opierały się na założeniu o prostej budowie cząstek – pojedynczy rdzeń węglowy otoczony innymi substancjami. Tymczasem międzynarodowa grupa naukowców z Chin, USA, Wielkiej Brytanii, Izraela, Japonii i Korei Południowej odkryła, że rzeczywistość jest inna. W dymie przemieszczającym się na duże odległości znajdowano cząstki zawierające dwa lub więcej rdzeni węglowych, szczególnie te większe niż 400 nanometrów. Proces łączenia się cząstek podczas podróży w atmosferze prowadzi do powstawania złożonych klastrów o średnicy przekraczającej 200 nanometrów. Podobne struktury obserwuje się także w obszarach miejskich.
Czytaj także: Klimat robi swoje. Liczba ekstremalnych pożarów na świecie rośnie w zawrotnym tempie
Absorpcja światła jest wyższa niż sądzono
Skutki tego odkrycia są poważne. Cząstki o wielordzeniowej budowie absorbują znacznie więcej promieniowania słonecznego niż ich prostsze odpowiedniki. Zespół wykorzystał emulator bazujący na uczeniu maszynowym, co pozwoliło na precyzyjne oszacowanie tego efektu w globalnym modelu atmosferycznym. Wyniki są dość niepokojące – rzeczywista absorpcja światła przez czarny węgiel może być nawet o połowę wyższa od wartości dotąd przyjmowanych w modelach. Cząstki wielordzeniowe odpowiadają za około 19 procent wzrostu globalnej średniej absorpcji. Efekt ten jest szczególnie wyraźny w regionach często doświadczających pożarów, takich jak Azja Południowo-Wschodnia, południowo-zachodnie Chiny, Płaskowyż Tybetański, Afryka Południowa czy Ameryka Północna.
To wzmacnia pozycję czarnego węgla jako drugiego, po dwutlenku węgla, najważniejszego czynnika przyczyniającego się do globalnego ocieplenia. Badacze podkreślają, że pomijanie procesów łączenia się cząstek i powstawania struktur wielordzeniowych uniemożliwia rzetelną ocenę ich pełnego wpływu na klimat.
Naukowcy wzywają do aktualizacji modeli
W związku z tym badacze apelują o jak najszybszą aktualizację światowych modeli klimatycznych. Kolejne symulacje powinny wyraźnie uwzględniać wielordzeniową strukturę cząstek czarnego węgla, co pozwoli na dokładniejsze oszacowanie wymuszenia radiacyjnego i opracowanie skuteczniejszych strategii redukcji emisji. Zastosowanie zintegrowanej metody, łączącej pomiary na poziomie pojedynczych cząstek, symulacje optyczne, globalne modelowanie klimatu oraz uczenie maszynowe, otwiera nowe możliwości. Dzięki temu nauka jest bliżej niż kiedykolwiek wcześniej do precyzyjnej oceny wpływu czarnego węgla na klimat, co może przełożyć się na lepsze polityki klimatyczne.
Czytaj także: Pierwszy taki test w Polsce. Podpalili dwie hale z działającymi panelami słonecznymi by sprawdzić co się naprawdę stanie
Prace te wpisują się także w realizację Celów Zrównoważonego Rozwoju ONZ, szczególnie tych dotyczących zdrowia, zrównoważonych miast oraz działań na rzecz klimatu. Biorąc pod uwagę rosnącą częstotliwość i intensywność niszczycielskich pożarów lasów – każdy z nich generuje miliardy dolarów strat – dokładne zrozumienie roli czarnego węgla staje się sprawą coraz pilniejszą.
